6.Конструювання згинальних залізобетонних елементів (балки, плити).

До елементів, що згинаються, відносяться плити, балки, ригелі рам, підпірні стінки, фундаменти та цілий ряд інших конструкцій. Вони можуть бути самостійними чи входити до складу окремих конструкцій і споруд, таких як ребристі балкові перекриття, елементи каркасів споруд, мостів, естакад, резервуарів, панельних будівель і т.п.

Плити. Плитами називають плоскі конструкції, товщина яких δ значно менше ширини b і довжини l. Товщину монолітних плит приймають: для покрить 40-50 мм, для міжповерхових перекрить житлових і громадських будинків – 60 мм, для плит з легкого бетону класу 7,5 і нижче – 70 мм. Мінімальна товщина збірних залізобетонних плит – 25-30 мм.

Армують плити звареними або в’язаними сітками. Стержні робочої арматури плит приймають від 3 до 10 мм, установлюючи їх у середній частині прольоту плити знизу і на опорах угорі з кроком 100-200 мм при товщині плити менше 150 мм і з кроком, рівним 1,5δ – при товщині плити більш 150 мм, але не більше 400 мм.

Площу перерізу робочої арматури плит визначають розрахунком. У суцільних плитах відстань між робочими поздовжніми стержнями не повинна перевищувати 400 мм, причому площа перерізу стержнів, доведених до опори, повинна складати не менше 1/3 площі стержнів у прольоті. Розподільчі стержні, які спрямовані перпендикулярно до робочих і утворюють з ними сітку, забезпечують правильне положення робочих стержнів, сприймають невраховані за розрахунком зусилля від усадки бетону і зміни температури, а при дії місцевих навантажень розподіляють їх на велику площу. Діаметр розподільчих стержнів призначають від 3 до 8 мм, крок 200–350 мм, площа поперечного перерізу розподільчої арматури повинна складати не менше 10% від площі робочої.

У порожнистих чи ребристих плитах робочу арматуру у вигляді стержнів чи канатів розташовують по осі кожного ребра плити або поблизу від цієї осі. Верхні полки обов'язково армують плоскими розрахунковими або конструктивними сітками.

Балки. Балкою називають лінійну конструкцію, в якій розміри поперечного перерізу значно менші від її довжини. Поперечні перерізи залізобетонних балок без попереднього напруження арматури звичайно бувають прямокутні, таврові (з полицею угорі чи знизу) або трапецієподібні. Залежно від призначення, величини навантаження і довжини прольоту висота балок змінюється в широких межах – от 1/8 до 1/15 прольоту. У балках з попередньо напруженою арматурою висота може складати тільки 1/20 прольоту. З метою типізації елементів висоту перерізу балок приймають кратною 50 мм (150, 200, 250 і т.д.) до 600 мм і кратною 100 мм при більшій висоті. Ширина перерізу приймається рівною 0,3÷0,5h.

Балки армують поздовжніми робочими стержнями, поперечними стержнями (хомутами) і монтажними стержнями для з'єднання поздовжніх і поперечних стержнів у жорсткі каркаси. В окремих випадках балки можуть мати відігнуті (похилі) стержні, що називаються відгинами. Діаметр поздовжньої робочої арматури повинен бути не менше 10 мм. Межі зміни цього діаметру складають від 10 до 40 мм. У балках розрізняють робочу, конструктивну і монтажну арматури. Робоча встановлюється з розрахунку, конструктивна – за умовами надійного і зручного при бетонуванні конструктивного рішення сіток і каркасів, монтажна – для кріплення робочої і конструктивної арматури у єдиний каркас. Для зручності укладання бетону відстань у світлі між окремими стержнями повинна складати не менше діаметра арматури і не менше 25 мм для нижніх рядів і не менше 30 мм для верхніх. Можливі поперечні перерізи для зварених і в’язаних каркасів наведені на рис.3.1.

Поперечне армування виконують у вигляді замкнутих чи не замкнутих хомутів. Робочу поперечну арматуру встановлюють на ділянці 1/4 прольоту від опор, а конструктивну поперечну арматуру в середній частині прольоту. Поперечна арматура потрібна, щоб не відбувалося руйнування балок по похилих перерізах від зусилля Q, а поздовжня арматура, щоб не було руйнувань по нормальних перерізах від згинаючого зусилля М.